[发明专利]一种二氧化碳气体钻井装置及方法

摘要

本发明属于油气钻井技术领域，涉及是一种二氧化碳气体钻井装置及方法，储气罐与增压泵构成整个装置的原始动力系统，并通过钻杆和高压入口与地表下部装置连接，喷嘴的底端连接制有钻头；地表下部的活塞通过液压控制腔内的液压油与液压换气阀动力连接；活塞上压力腔和活塞下压力腔位于活塞的内部；一级增压腔和二级增压腔分别位于活塞的上部和下部，并通过单向阀和流体管线分别与高压入口、喷嘴串连；低压出口放置在井底与环空连接；其结构简单，原理可靠，经济成本低，方法易于实现，应用环境友好。

主权项

一种二氧化碳气体钻井装置，其特征在于主体结构包括储气罐、增压泵、钻杆、液压控制腔、高压入口、一级增压腔、液压换气阀、低压出口、活塞、钻头、喷嘴、二级增压腔、活塞下压力腔、活塞上压力腔、单向阀、节流阀和流体管线；置于地表上部的储气罐中储存有气态的二氧化碳，并通过增压泵提供流体循环动力，储气罐与增压泵构成整个装置的原始动力系统，并通过钻杆和高压入口与地表下部的活塞连接，喷嘴的底端连接制有钻头；活塞的上下两端分别与液压控制腔和喷嘴连接；地表下部的活塞通过液压控制腔内的液压油与液压换气阀动力连接；活塞上压力腔和活塞下压力腔位于活塞的内部；一级增压腔和二级增压腔分别位于活塞的上部和下部，并通过单向阀和流体管线分别与高压入口、喷嘴串连；活塞通过往复运动时产生压力脉动控制液压换气阀进行活塞上压力腔和活塞下压力腔内高、低压力的交替，其中高压力来自于活塞上方的高压入口的二氧化碳压力，而低压力来自位于液压换气阀下方的低压出口的二氧化碳压力；低压出口放置在井底与环空连接，低压出口能迅速放空相连的活塞上压力腔或活塞下压力腔内的相对高压气体，形成对井底岩石的低压喷射并参与井底携岩过程；活塞在活塞上压力腔和活塞下压力腔的压力差作用下进行上下运动，对一级增压腔和二级增压腔内的二氧化碳气体进行两级增压；单向阀用来防止增压时气体倒流，而增压后的气体能够通过喷嘴对井底地层岩石形成喷射破岩；地表上部的节流阀用于控制环空压力，在活塞面积比一定的情况下，与增压泵一起实现对增压过程中压力的控制。